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擒魔序曲——脂質組學研究中的樣品處理

2015-05-20 作者: 瀏覽數:1832

 編者注:傅若農(nong)教(jiao)授生于(yu)(yu)1930年(nian),1953年(nian)畢業于(yu)(yu)北(bei)京(jing)大學(xue)化學(xue)系(xi),而后一直在(zai)北(bei)京(jing)理工大學(xue)(原北(bei)京(jing)工業學(xue)院)從事(shi)教(jiao)學(xue)與科研(yan)工作。1958年(nian),傅若農(nong)教(jiao)授開(kai)始(shi)帶領學(xue)生初步進(jin)入吸附柱色(se)譜(pu)和氣相(xiang)色(se)譜(pu)的探索(suo);1966到(dao)1976年(nian)文(wen)化大革(ge)命的后期,傅若農(nong)教(jiao)授在(zai)干校勞動的間隙(xi),系(xi)統(tong)地閱(yue)讀并(bing)翻譯了(le)兩本氣相(xiang)色(se)譜(pu)啟(qi)蒙書,從此進(jin)入其后半生一直從事(shi)的事(shi)業——色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)。傅若農(nong)教(jiao)授是我國(guo)老一輩色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)專家,見證了(le)我國(guo)氣相(xiang)色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)的發展,為我國(guo)培(pei)養了(le)眾(zhong)多色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)人才。

 

第(di)一講(jiang)(jiang):傅(fu)若(ruo)農講(jiang)(jiang)述氣相色譜(pu)技術(shu)發(fa)展歷史及趨(qu)勢(shi)

第二講(jiang):傅若農(nong):從三家公司GC產品(pin)更迭看氣(qi)相技術發展(zhan)

第三講:傅(fu)若農:從國產(chan)(chan)氣相(xiang)產(chan)(chan)品看國內氣相(xiang)發展脈絡及現狀

第(di)四講:傅若農:氣(qi)相色譜固定液的前世今生

第五(wu)講:傅(fu)若(ruo)農:氣-固色譜的(de)魅力(li)

第六講:傅若農:PLOT氣相色譜柱(zhu)的誘(you)惑力

第七(qi)講(jiang):傅若(ruo)農:酒駕判官(guan)—頂空氣(qi)相色譜(pu)的前世今生

第八(ba)講(jiang):傅(fu)若農:一掃而光——吹掃捕集-氣相色譜(pu)的發展

第九講:傅(fu)若農:凌(ling)空一瞥洞(dong)察一切——神通廣大的固相微萃取(qu)(SPME)

第十講:傅若農:扭轉乾坤—神奇的反應頂空氣相色譜分析

前言

  脂質(zhi)是一類自然界存在的(de)疏水(shui)或兩(liang)性、難溶(rong)于(yu)水(shui)而易(yi)溶(rong)于(yu)非極(ji)性溶(rong)劑(ji)的(de)有機物(wu)小(xiao)分(fen)子,存在于(yu)大多數生(sheng)物(wu)體系中。脂質(zhi)是細胞(bao)膜的(de)骨(gu)架物(wu)質(zhi)和第二(er)能量來源,還參與細胞(bao)的(de)許(xu)多重(zhong)要(yao)功(gong)能,人類許(xu)多重(zhong)大疾病都與脂質(zhi)代謝紊亂(luan)有關,如糖(tang)尿病、肥胖病、癌癥、阿茲海(hai)默癥、以及一些傳(chuan)染病等,

  作為代謝組(zu)學的(de)(de)(de)重(zhong)要分(fen)支之一,脂(zhi)質(zhi)(zhi)組(zu)學(Lipidomics)的(de)(de)(de)研(yan)究對象是(shi)生物(wu)體的(de)(de)(de)所有脂(zhi)質(zhi)(zhi)分(fen)子,并以此為依據推測(ce)其它(ta)與(yu)脂(zhi)質(zhi)(zhi)作用(yong)的(de)(de)(de)生物(wu)分(fen)子的(de)(de)(de)變化,進(jin)而揭示(shi)脂(zhi)質(zhi)(zhi)在(zai)各種生命(ming)活動中的(de)(de)(de)重(zhong)要作用(yong)機制。脂(zhi)質(zhi)(zhi)組(zu)學是(shi)總(zong)體研(yan)究和這些疾病有關的(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)化合物(wu),找到昭示(shi)這些疾病的(de)(de)(de)生物(wu)標(biao)記物(wu)。

  2005年國際上把組織、細胞(bao)中的脂(zhi)質(zhi)分子(zi)分為8大類(J Lipid Res 2009,50(Supp);9-14),有明確結構的脂(zhi)質(zhi)化合物已經有38000個(BMC Bioinformatics 2014, 15(Suppl 7):S9),這8類脂(zhi)質(zhi)分子(zi)見表1。

表 1 8大類脂質分子

類別

縮寫

數(shu)(shu)據庫中的結構(gou)數(shu)(shu)量(liang)

脂肪酰類(lei)(Fatty acyls)

FA

2678

甘油脂類(glycerolipids )

GL

3009

甘油磷酸脂類(glycerophospholipids)

GP

1970

鞘(qiao)脂類(sphingolipids )

SP

620

固醇脂類(sterol lipids )

ST

1744

異戊烯(xi)醇脂(zhi)類(prenol lipids ()

PR

610

糖脂類(saccharolipids )

SL

11

多(duo)聚(ju)乙烯類(polyketides )

PK

132

  在過去,由于技術(shu)限制人們難以(yi)分(fen)析(xi)數量巨大的(de)(de)脂(zhi)質(zhi)分(fen)析(xi),因為(wei)多種脂(zhi)質(zhi)代謝產物的(de)(de)物理性(xing)質(zhi)需要(yao)大批純化系統(tong)、分(fen)離的(de)(de)復雜(za)技術(shu)操(cao)作。2003年韓賢林等繼(ji)基因組學(xue)、蛋(dan)白質(zhi)組學(xue)等之后提出脂(zhi)質(zhi)組學(xue)(lipidomics)(Han X et a1.J Lipid Res,2003,44:1071),脂(zhi)質(zhi)組學(xue)的(de)(de)發(fa)展推動了新(xin)分(fen)析(xi)平臺的(de)(de)研發(fa),特別是在質(zhi)譜法(fa)領域,該(gai)方法(fa)已使這(zhe)些操(cao)作合理化,并且已允許更多的(de)(de)脂(zhi)質(zhi)分(fen)子得到非(fei)常詳(xiang)細的(de)(de)分(fen)析(xi)。

  脂質(zhi)存在(zai)于(yu)(yu)(yu)(yu)細(xi)胞、細(xi)胞器和細(xi)胞外(wai)的(de)(de)體(ti)液(ye)如(ru)血漿、膽汁(zhi)、乳(ru)、腸液(ye)、尿液(ye)中(zhong)。若要研究某(mou)一特定部位的(de)(de)脂質(zhi),首先要將這(zhe)部分(fen)(fen)(fen)組(zu)織或(huo)細(xi)胞分(fen)(fen)(fen)離出(chu)來。由(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)脂質(zhi)不溶(rong)于(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui),通常采用(yong)有機溶(rong)劑進行萃取(qu)(qu)。傳統的(de)(de)萃取(qu)(qu)劑是(shi)氯(lv)仿、甲醇和水(shui)的(de)(de)混合(he)液(ye)。所(suo)需(xu)的(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)在(zai)這(zhe)種混合(he)液(ye)中(zhong)提(ti)取(qu)(qu)所(suo)有脂質(zhi),向提(ti)取(qu)(qu)液(ye)中(zhong)加(jia)入過(guo)量(liang)的(de)(de)水(shui)使(shi)之分(fen)(fen)(fen)成2個相,上(shang)面是(shi)甲醇和水(shui),下面是(shi)氯(lv)仿。脂質(zhi)就留在(zai)氯(lv)仿相,蒸發濃縮后,使(shi)之干(gan)燥就得(de)到所(suo)需(xu)的(de)(de)脂質(zhi)。這(zhe)種脂質(zhi)提(ti)取(qu)(qu)方(fang)(fang)法(fa),能夠提(ti)出(chu)組(zu)織樣(yang)(yang)品(pin)中(zhong)的(de)(de)總脂。這(zhe)種方(fang)(fang)法(fa)降低(di)了脂質(zhi)的(de)(de)損(sun)失率,操(cao)作簡便,而且提(ti)取(qu)(qu)效果較好(hao)。對于(yu)(yu)(yu)(yu)只檢測總脂中(zhong)的(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)脂質(zhi),固(gu)相萃取(qu)(qu)(SPE)是(shi)一種較好(hao)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa),利用(yong)固(gu)體(ti)吸(xi)附劑將液(ye)體(ti)樣(yang)(yang)品(pin)中(zhong)的(de)(de)目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)吸(xi)附,與樣(yang)(yang)品(pin)的(de)(de)基體(ti)和干(gan)擾(rao)物(wu)分(fen)(fen)(fen)離,然后再用(yong)洗(xi)脫液(ye)洗(xi)脫或(huo)加(jia)熱解吸(xi)附,達(da)到分(fen)(fen)(fen)離和富集目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。固(gu)相萃取(qu)(qu)技術(shu)設備(bei)要求低(di),操(cao)作簡單,能快速分(fen)(fen)(fen)離組(zu)分(fen)(fen)(fen)復雜(za)及含量(liang)低(di)的(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)。當然由(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)化(hua)學分(fen)(fen)(fen)析樣(yang)(yang)品(pin)前處理(li)技術(shu)的(de)(de)發展,有許多(duo)其(qi)他可用(yong)的(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)前處理(li)方(fang)(fang)法(fa)。

  總體上(shang)對脂質組(zu)學的研究Chin Chye Teo等(deng)歸納為如(ru)下的工作流程,第一步就是(shi)對樣品的處理。

1脂質組學研究的工作流程

  根(gen)據Chin Chye Teo的(de)綜述(shu)報(bao)告(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18),脂質組學研(yan)究的(de)工作流程如(ru)下(xia)表1.

表1 脂質組學研究的工作流程

從患(huan)者得到脂質(zhi)組學研究的樣(yang)品

液體

固體

體液,淚水,血清(qing),血漿,尿液

(低溫(wen)保存樣品)

細胞(bao),組織,器官(guan)

對上述樣品進行萃取方法

對極性化合(he)物(wu)(wu),單(dan)獨的有機化合(he)物(wu)(wu)進行:

液-液萃取,固相萃取

對能源性物質進行:加壓液相(xiang)萃(cui)(cui)取(qu),微波輔助(zhu)萃(cui)(cui)取(qu),超(chao)聲(sheng)輔助(zhu)萃(cui)(cui)取(qu)

萃(cui)取得到(dao)的脂(zhi)質(zhi)化(hua)合物

使用色(se)(se)譜方法分離:氣相色(se)(se)譜,液相色(se)(se)譜,電泳

不使(shi)用色譜(pu)方法(fa)分離(li):直(zhi)接進樣,成像(xiang)

上述分離或未分離樣品進行質譜分析

質譜分析的接口

質(zhi)量分析器

 電(dian)(dian)(dian)子轟擊(ji)電(dian)(dian)(dian)離(EI),電(dian)(dian)(dian)噴霧(wu)電(dian)(dian)(dian)離(ESI),化學(xue)電(dian)(dian)(dian)離(CI),大氣壓(APCI)化學(xue)與(yu)電(dian)(dian)(dian)離,基質輔助激光解(jie)析(xi)電(dian)(dian)(dian)離(MALDI)

四級桿飛行時間質(zhi)(zhi)譜(qTOF),三重四級桿質(zhi)(zhi)譜( qqq),軌(gui)道阱質(zhi)(zhi)譜(Orbitrap)

質譜原始數據語預處理

(利用商品或(huo)自制軟(ruan)件)

分類和(he)脂質鑒定(ding)(使用(yong)各種資源(yuan)如LIPID maps,Lipid Bank,Lipid Blast)

判定在疾病中的機制/在疾病演化中的作用

為進一步診斷找出生物標記物(預防),提(ti)供(gong)藥(yao)物治(zhi)療的指(zhi)導

2脂質組學的樣品制備

  本文只(zhi)講(jiang)脂質(zhi)組(zu)學(xue)的樣(yang)品(pin)制備(bei),Chin Chye Teo等(deng)總結了近年在脂質(zhi)組(zu)學(xue)研究中使用的樣(yang)品(pin)處理方法,見表2.

表2 脂質組學研究中的樣品處理方法比較(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18) 

萃取方法(fa)

臨床(chuang)樣品(pin)類型

(生物液體或固體)

優點

缺點

原文(wen)文(wen)獻編號

單一(yi)有機溶劑萃取(SOSE)

血清(生物液體)

 

皮膚(固體)

容(rong)易(yi)完成

萃取時間(jian)短(duan)

成本低(di)

低溫適于熱敏感化合(he)物

無(wu)需外部(bu)能量(liang)

使(shi)用有毒有機溶劑

分析(xi)時難(nan)以擺脫使用有機(ji)溶(rong)劑

1.2

 

3

液-液萃取(LLE)

眼淚(生物液(ye)體)

血清(qing)(生物液(ye)體)

血漿(生物液體)

尿液(生(sheng)物液體)

滑液(生物液體)

動脈粥樣硬化血小板(生(sheng)物液體(ti))

皮膚(固體)

組織(固體)

易(yi)于建(jian)立的方(fang)法

容易完成(cheng)

設(she)備(bei)便宜(yi)

萃(cui)取時間短(duan)

使(shi)用(yong)廉價(jia)溶劑(如甲醇,水)

低溫適(shi)于熱敏感化(hua)合物(wu)

無需外部能量

萃(cui)取(qu)時間短

使用大量有毒有機溶(rong)劑(ji)

常使用超過一種類型的溶劑

需要(yao)排除溶劑以(yi)免影響分析

2

4,9-13

5,14-22

8,23

7

24

 

25-27

28,29

固相萃取(SPE)

 

血清(qing)(生(sheng)物液體)

血清(生(sheng)物液體)

血(xue)漿(生物液體)

眼(固體(ti))

皮膚(固體(ti))

容易完成

清除干(gan)擾基體

EPE的選(xuan)擇

低溫適(shi)于(yu)熱(re)敏感化(hua)合物

萃取時(shi)間短(duan)

SPE萃取小柱(zhu)比較貴(gui)

需要洗掉有機溶劑以免(mian)影響分析(xi)

使用有毒(du)有機(ji)溶劑(ji)

分析時難以(yi)擺脫使用有(you)機(ji)溶(rong)劑

 

1,12

2

30

26

3,27

固(gu)相微萃取(SPME)

肺(固(gu)體)

頭發(固(gu)體)

容易完成

可與GC和GC xGC 聯用

對揮(hui)發性化合物(wu)可以(yi)進(jin)行頂空氣相色譜(pu)

有毒溶劑(ji)消耗(hao)量少

低溫適(shi)于熱敏(min)感化合物

無需外部(bu)能(neng)量

萃取時間短

萃取(qu)頭比較貴

需要洗掉有(you)機溶劑以免影響分(fen)析(xi)

分析時難以擺脫使(shi)用有(you)機溶劑

31

32

超(chao)臨界(jie)流體萃取(SFE)

血漿(生物液體)

容易完(wan)成

萃取時(shi)間短(duan)

對(dui)非極性(xing)化(hua)合物萃(cui)取效率高(gao)

CO2可循環使用

溫度壓力可(ke)控

可(ke)加改性劑提高萃取液極性和效(xiao)率

要精心操(cao)作

設備昂貴(gui)

33

微(wei)波輔助萃(cui)取(qu)(MAE)

 

 

血漿(生物液體(ti))

皮(pi)膚(fu)(固體(ti))

容易完成

萃取時間短

萃取效率高(gao)

萃取溶劑消耗量少

溫(wen)度壓力可(ke)控

需要冷卻防(fang)止溶劑逃逸(yi)

購買(mai)設備(bei)費用高

34

 

35

超聲輔助萃取(UAE)

血(生物液體(ti))

容易完成(cheng)

萃(cui)取時間短

萃取(qu)溶(rong)劑(ji)消(xiao)耗量少

溫度壓力(li)可控

聽(ting)力會(hui)受損

要使用有毒有機(ji)溶劑

會(hui)吸入(ru)有害(hai)溶劑

需要外部能源

購(gou)買設備費用高

提高溫度(du)會使化合物降解

36,37

3脂質組學的溶劑萃取

  液-液萃(cui)取(qu)是(shi)脂質組學研究中(zhong)使用(yong)最(zui)為普遍的(de)方法,這一方法是(shi)使用(yong)兩種互不混溶的(de)有機溶劑——使用(yong)最(zui)多的(de)是(shi)氯(lv)仿(fang)、甲(jia)(jia)醇(chun)和(he)水——為了對關鍵脂質類(lei)(lei)得到最(zui)大(da)的(de)萃(cui)取(qu)效率,從(cong)磷(lin)脂類(lei)(lei)和(he)糖脂類(lei)(lei)到脂肪(fang)酸,三酰基甘(gan)油(you)類(lei)(lei)(TAGs)、二酰基甘(gan)油(you)類(lei)(lei)(DAGs)。最(zui)初使用(yong)的(de)是(shi)Folch 脂質萃(cui)取(qu)法(氯(lv)仿(fang)/甲(jia)(jia)醇(chun)/水為 8:4:3 v/v/v),之后有Bligh 和(he) Dyer脂質萃(cui)取(qu)法(氯(lv)仿(fang)/甲(jia)(jia)醇(chun)/水為 1:2:0.8 v/v/v)。

  (1)Folch 脂質(zhi)萃取法(Folch et al., J Biol Chem 1957, 226: 497)

  把樣品(pin)組(zu)織(zhi)用2:1氯仿/甲醇均一(yi)化,最后(hou)的溶劑體積是組(zu)織(zhi)的20倍(bei)(20mL 溶劑里有1g樣品(pin)),分散均勻后(hou)于(yu)室溫下(xia)把混合物在軌道振蕩器上震動15-20min。均勻混合物經漏斗中折(zhe)疊濾紙過(guo)濾,或進行離心處理,回收(shou)液相。

  液(ye)相(xiang)溶劑用(yong)(yong)0.2體積的(de)水(shui)(20 mL液(ye)相(xiang)使用(yong)(yong)4 mL水(shui)),最好使用(yong)(yong)0.9%的(de)NaCl溶液(ye)洗滌(di),渦(wo)旋幾秒后在低速離心(xin)機(ji)(2000 rpm)上(shang)離心(xin)混合(he)物,用(yong)(yong)虹吸方法(fa)棄去(qu)上(shang)層液(ye)相(xiang),用(yong)(yong)以分析神經節糖苷或小分子有機(ji)極性化合(he)物,如(ru)需要(需移(yi)去(qu)標記分子),用(yong)(yong)1:1甲(jia)醇/水(shui)洗滌(di)交界(jie)處(chu)的(de)有機(ji)相(xiang)兩次,無需混合(he)全部制備物。

  經離心(xin)分離后虹吸掉上面(mian)的(de)液(ye)相,下面(mian)含有脂質的(de)氯仿在旋轉(zhuan)蒸發器中真空(kong)蒸發,或用(yong)氮(dan)氣吹拂到(dao)2-3 mL體(ti)積。

  (2)Bligh 和 Dyer脂質萃取(qu)法(Can J Biochem Physiol 37:911-917)

  a. 每(mei)1 mL 樣品加入3.75mL 1:2(v/v) CHCl3:CH3OH 很好渦(wo)旋,如果要(yao)進行GC 分析,溶劑中(zhong)要(yao)含(han)有內標(如0.5μg谷甾醇(chun))

  b. 然后加入1.5mL CHCl3很好渦旋

  c. 最后加入1.25mL蒸餾(liu)水很好渦旋

  d. 在1000rpm離(li)心(xin)(xin)機(ji)中室溫(wen)下離(li)心(xin)(xin)5min,得到一個(ge)兩相分離(li)(上層(ceng)為(wei)水(shui)相,下層(ceng)為(wei)有機(ji)相)的液體

  e. 回(hui)收有機相(xiang):用一個巴斯德吸(xi)管(guan)(guan)(Pastuer pipette)通過上層水相(xiang),輕微施加(jia)正壓(ya)避免上層水相(xiang)浸入吸(xi)管(guan)(guan),吸(xi)管(guan)(guan)口到(dao)達離心管(guan)(guan)底部,吸(xi)取下層有機相(xiang)溶液的(de)90%到(dao)吸(xi)管(guan)(guan)中。

下表列出不同樣品容積需要加入的試劑量

  如果你要得(de)到干(gan)凈的(de)底(di)部(bu)的(de)有機(ji)相溶(rong)(rong)液(ye)(ye),就要用上(shang)層“真正”的(de)上(shang)層液(ye)(ye)相洗滌(di)有機(ji)相溶(rong)(rong)液(ye)(ye),方法如下:

   a 制備“真正”的(de)上層液相(xiang):取(qu)一(yi)個大的(de)玻(bo)璃(li)管,或者(zhe)幾(ji)個常規玻(bo)璃(li)管,以水(shui)代替樣品胺上述(shu)方法進行萃(cui)取(qu)操作,把幾(ji)個管子中的(de)上層水(shui)相(xiang)合(he)并在一(yi)起(qi)備用。

  b 把上(shang)(shang)述第5步得(de)到的底層(ceng)(ceng)溶(rong)液倒入一(yi)個玻璃管中,然后(hou)加入適量(樣品+蒸(zheng)餾水的體積)“真正”的上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)液相。比如你是1 mL樣品就加入2.25mL“真正”的上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)液相。

  c 好(hao)好(hao)地渦旋,離心,收集下層相。

  Cui等的改進Bligh 和 Dyer脂質萃取(qu)法(Cui L,e al, PLoS Negl Trop Dis,2013,7:e2373):

  900µL氯仿(fang)-甲醇(1:2)加入(ru)到(dao)(dao)100 µL樣品中,進行(xing)渦旋(xuan),在(zai)4°C下保溫(wen),然后加入(ru)300µL氯仿(fang)和300µL雙重(zhong)蒸(zheng)餾水,以9000 rpm離(li)心(xin)2 min,脂(zhi)質(zhi)物(wu)在(zai)離(li)心(xin)管底部的(de)有(you)機(ji)相(xiang)中,然后加入(ru)500 µL氯仿(fang)在(zai)4°C下進行(xing)渦旋(xuan)20 min。從有(you)機(ji)相(xiang)中回收(shou)脂(zhi)質(zhi)物(wu)并與前次得到(dao)(dao)的(de)脂(zhi)質(zhi)物(wu)合(he)并,脂(zhi)質(zhi)萃取物(wu)經(jing)真空干燥后于−80°C下存放備用。

  多(duo)少(shao)年來人(ren)們使(shi)用(yong)類似于上(shang)述(shu)方(fang)(fang)法(fa)進(jin)行脂質的萃(cui)取(qu),例如:李國琛等在脂質組(zu)學研究中也采用(yong)Bligh 和 Oyer法(fa)萃(cui)取(qu)磷脂,并作(zuo)適當改(gai)進(jin).他們的方(fang)(fang)法(fa)是:

  稱取(qu)100 mg魚肉樣(yang)品,加(jia)入400 p,L甲(jia)醇(chun)/氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)(體(ti)積(ji)比2:1),渦旋(xuan)混勻后,于一(yi)30℃放置過夜.取(qu)出后于4℃以10000 轉(zhuan)速離(li)心(xin)(xin)5 min.將上(shang)清液(ye)轉(zhuan)出,在殘渣(zha)中(zhong)加(jia)入200 mL甲(jia)醇(chun)/氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)(體(ti)積(ji)比2:1)再次提取(qu),將2次所得上(shang)清液(ye)合并.在上(shang)清液(ye)中(zhong)先后加(jia)入100 mL氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)及100mL水(shui),離(li)心(xin)(xin)后,將磷(lin)脂所在的(de)氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)相(xiang)與(yu)水(shui)相(xiang)分(fen)離(li).采用真空離(li)心(xin)(xin)蒸發濃縮(suo)器干(gan)燥氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)相(xiang)(溫度不(bu)超(chao)過45℃,下同),將干(gan)燥后的(de)樣(yang)品于一(yi)30℃保存(cun)備用.(高等學校化學學報,2010,31(2):269-273)

  人們為了提高某些脂(zhi)(zhi)質種(zhong)類的(de)萃取效(xiao)率,改變氯仿/甲醇(chun)/水(shui)的(de)比例,并加(jia)入一些其他添(tian)加(jia)劑,如乙酸、鹽酸等,探索改進萃取各類脂(zhi)(zhi)質化合物(wu)的(de)得(de)率,如酸性磷脂(zhi)(zhi)和(he)脂(zhi)(zhi)肪酸。(Jensen S K, Lipid Technol,2008, 20: 280–281)。

HCl-Bligh萃取法步驟:

  為了更好地萃(cui)取生(sheng)物(wu)樣品中(zhong)(zhong)的(de)(de)脂肪(fang)(fang)酸,使(shi)用(yong)加(jia)鹽酸的(de)(de)HCl-Bligh萃(cui)取法:取0.6 g均(jun)勻(yun)好的(de)(de)樣品裝(zhuang)入(ru)10-ml 帶蓋的(de)(de)培養(yang)試管中(zhong)(zhong),加(jia)如1 ml 3M HCl,在(zai)80℃水浴上加(jia)熱1 h,之(zhi)后加(jia)入(ru)1.50 ml甲(jia)(jia)醇和(he)1.00 ml氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang),以(yi)及17:0脂肪(fang)(fang)酸內標(biao),把混合物(wu)搖震1 min,然后加(jia)入(ru)ELGA-純水系統制備的(de)(de)純水1.00 ml 和(he)2.00 ml氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang),把試管振(zhen)蕩1 min,然后在(zai)3000 rpm離(li)心(xin)(xin)(xin)機上進(jin)行(xing)離(li)心(xin)(xin)(xin)處(chu)理5 min。把1 ml氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)相進(jin)行(xing)甲(jia)(jia)基化,用(yong)氮(dan)氣(qi)把氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)蒸發掉,加(jia)入(ru)0.8 ml NaOH/甲(jia)(jia)醇溶(rong)液,把試管充滿氮(dan)氣(qi),密(mi)(mi)封(feng)在(zai)100 ℃下烘箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)15 min,冷卻后加(jia)入(ru)1 ml BF3溶(rong)液,密(mi)(mi)封(feng)在(zai)100 ℃下烘箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)45 min。在(zai)冷卻后加(jia)入(ru)2 ml辛烷和(he)4 ml飽(bao)和(he)NaCl溶(rong)液,把混合物(wu)進(jin)行(xing)渦(wo)旋(xuan),在(zai)3000 rpm離(li)心(xin)(xin)(xin)機上進(jin)行(xing)離(li)心(xin)(xin)(xin)處(chu)理10 min。用(yong)1μL 樣品進(jin)行(xing)氣(qi)相色譜分析。

  根(gen)據Jensen的研究(jiu),認(ren)為此方法(fa)可(ke)以對脂肪(fang)酸(suan)的萃取率提高15%,對多不飽和脂肪(fang)酸(suan)的萃取率可(ke)提高30-50%。

  由于氯仿(fang)的毒性大(da)人們就(jiu)用二氯甲烷來代替氯仿(fang)(J Agr Food Chem,2008,56:4297-4303),之后就(jiu)有許多研(yan)究者效仿(fang)用以萃取(qu)臨(lin)床樣品,包括生物液體,如血(xue)(xue)清(qing)/血(xue)(xue)漿,尿液和(he)固體樣品,如皮膚和(he)動(dong)脈粥樣硬化血(xue)(xue)小板(表中文(wen)獻(xian)4,5,8,9,10,14-17,23-25,28).

  近幾年也(ye)用甲基特丁基醚(MTBM )做萃取(qu)溶劑代替氯仿(Matyash et al. J Lipid Res. 2008,49 (5) :1137–1146.)。Matyash 認為(wei)MTBM進(jin)行(xing)(xing)萃取(qu)快(kuai)速而且可以得到干凈的(de)(de)(de)脂質(zhi)(zhi),可以適合于(yu)自動進(jin)行(xing)(xing)鳥槍法(fa)得到脂質(zhi)(zhi)輪廓(kuo)。因為(wei)MTBM的(de)(de)(de)密(mi)度低,水相和有機(ji)(ji)相分開時,有機(ji)(ji)相在上(shang)層(ceng),這樣簡化了(le)手機(ji)(ji)有機(ji)(ji)相的(de)(de)(de)手續,減少(shao)了(le)吸取(qu)的(de)(de)(de)損失,不可萃取(qu)的(de)(de)(de)基質(zhi)(zhi)小球處于(yu)離心管的(de)(de)(de)底部,易(yi)于(yu)去(qu)除(chu)。嚴格的(de)(de)(de)測(ce)試(shi)證明MTBM進(jin)行(xing)(xing)萃取(qu)對絕大多數脂質(zhi)(zhi)種類(lei)和“黃金標準”Folch 或 Bligh and Dyer萃取(qu)方法(fa)類(lei)似(si)或更(geng)好。2013年中科院大連化學(xue)(xue)物(wu)理研(yan)究所許國旺和德(de)國圖賓(bin)根大學(xue)(xue)醫學(xue)(xue)院的(de)(de)(de)R Lehmannb使用MTBM進(jin)行(xing)(xing)萃取(qu)開創了(le)一個從一小片肝臟或肌肉組織(zhi)同(tong)時進(jin)行(xing)(xing)道謝組學(xue)(xue)和脂質(zhi)(zhi)組學(xue)(xue)的(de)(de)(de)研(yan)究(J Chromatog A, 2013, 1298:9– 16)

  人們的思路總(zong)是由簡單(dan)到復雜,又由復雜回歸到簡單(dan),所以脂質(zhi)組(zu)學(xue)中(zhong)的萃取(qu)方法(fa)(fa),近來也有多種溶劑(ji)向(xiang)單(dan)一溶劑(ji)發展, Stübiger G (表(biao)中(zhong)文獻1)就使(shi)用 Zhao Z等(deng)提出的單(dan)一溶劑(ji)萃取(qu)(SOSE)磷脂類脂質(zhi)(J Lipid Res 2010;51:652)方法(fa)(fa)如下:

  把500 mL甲醇加(jia)入到20 mL人血漿(jiang)中(zhong),其(qi)中(zhong)已(yi)經含有0.01% BHT(2,6-二叔(shu)丁基對甲酚)和(he)0.5 mmol EDTA (用(yong)作抗氧化劑(ji))和(he)3mmol Pefablock(4-(2 aminoethyl) benzenesulfonylfluoride hydrochloride)用(yong)作磷(lin)脂酶的(de)抑(yi)制劑(ji),加(jia)入內標物,把樣品激烈震蕩(dang)1min,在冰浴中(zhong)放置30 min,進(jin)行(xing)脂質的(de)萃(cui)取,之后在10,000 rpm離(li)(li)心(xin)機上,離(li)(li)心(xin)5 min(4℃),最后把離(li)(li)心(xin)管上面的(de)液體小心(xin)滴(di)轉移到2 mL玻璃樣品瓶中(zhong),在零(ling)下(xia)70℃保存備用(yong)。

4固相萃取(SPE)

  SPE 是十(shi)分成熟的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)(pin)預處理技術,使用裝(zhuang)有(you)固定(ding)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)小柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)子(zi)和(he)(he)(he)(he)各種(zhong)(zhong)流(liu)動(dong)相(xiang)(xiang)選(xuan)擇性(xing)地保留與固定(ding)相(xiang)(xiang)有(you)特定(ding)作用力(li)的(de)(de)(de)(de)特殊種(zhong)(zhong)類分子(zi)。SPE的(de)(de)(de)(de)典型應用是和(he)(he)(he)(he) SOSE 和(he)(he)(he)(he) LLE相(xiang)(xiang)結合,作為一種(zhong)(zhong)附加的(de)(de)(de)(de)凈化步驟或(huo)從生物液體或(huo)固體住址樣(yang)品(pin)(pin)中(zhong)富(fu)集(ji)某種(zhong)(zhong)特定(ding)種(zhong)(zhong)類的(de)(de)(de)(de)目標脂(zhi)質(表中(zhong)文(wen)獻1,3,12,26,27),市場有(you)各種(zhong)(zhong)各樣(yang)的(de)(de)(de)(de)萃取(qu)小柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)供(gong)選(xuan)擇。供(gong)脂(zhi)質萃取(qu)的(de)(de)(de)(de)SPE小柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)有(you)正相(xiang)(xiang)硅膠柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)和(he)(he)(he)(he)反(fan)相(xiang)(xiang)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(C8 和(he)(he)(he)(he) C18),以(yi)及離(li)子(zi)交換柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(氨丙基柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)),硅膠柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)和(he)(he)(he)(he)氨丙基柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)多用于(yu)分離(li)中(zhong)性(xing)和(he)(he)(he)(he)極性(xing)脂(zhi)質,利用改變洗(xi)脫溶劑以(yi)達到分離(li)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。而C8 和(he)(he)(he)(he) C18柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)用于(yu)從水基樣(yang)品(pin)(pin)中(zhong)分離(li)卵(luan)磷脂(zhi)(PC)、腦苷(gan)脂(zhi)、神經節糖(tang)苷(gan)和(he)(he)(he)(he)脂(zhi)肪酸。

  針對不(bu)同的(de)脂(zhi)質使用不(bu)同的(de)SPE,如 Stübiger(表2文獻(xian)1)在進(jin)行導致動脈粥樣(yang)硬化的(de)磷脂(zhi)的(de)研(yan)究(jiu)中,使用C18 凈化柱(zhu)從血漿脂(zhi)質萃取(qu)和富集(ji)體(ti)液氧化磷脂(zhi)(OxPLs),其(qi)步(bu)驟如下:

  把脂(zhi)質(zhi)萃取液(ye)倒入微量制(zhi)備(bei)高效固相萃取柱(zhu)(mHP-SPE)C18 spin-columns (PepClean, Pierce)中(zhong),小柱(zhu)事先用(yong)(yong)500mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(70:30 重(zhong)量比(bi))洗滌,然后(hou)用(yong)(yong)700 mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(82:18 重(zhong)量比(bi))洗脫(tuo)一(yi)次(ci),再(zai)用(yong)(yong)800 mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(92:2 重(zhong)量比(bi))洗脫(tuo)一(yi)次(ci),最后(hou)小柱(zhu)用(yong)(yong)500 mL 2-丙醇再(zai)生,以(yi)便(bian)從(cong)小柱(zhu)中(zhong)徹底清除脂(zhi)質(zhi)(即(ji)中(zhong)性脂(zhi)質(zhi)),凈化后(hou)的(de)純度用(yong)(yong)薄層色(se)譜(pu)檢查,得(de)到的(de)氧化脂(zhi)質(zhi)用(yong)(yong)LC-ESI-MS/MS進行分析(xi)。

   而(er)Ruben t’Kindt進行皮膚神(shen)經(jing)酰胺的脂質組學(xue)研(yan)究中,則使用氨丙基(ji)硅(gui)膠小柱對脂質萃取液進行凈化(表2文(wen)獻3),方法如下(xia):

  使(shi)用(yong)氨丙(bing)基硅(gui)膠小柱(100 mg, 3.0 mL)先用(yong)2 mL己烷(wan)洗滌,把已(yi)經干燥的脂質溶于300 μL 11:1 的己烷(wan):異丙(bing)醇(chun)(v/v)中(zhong),用(yong)2 mL己烷(wan)/甲醇(chun)/氯仿(80/10/10 (v/v))洗脫神經酰(xian)胺,用(yong)氮氣吹掃干燥,溶于300 μL異丙(bing)醇(chun)/氯仿(50/50)(v/v)中(zhong),進(jin)行HPLC/MS分析。

5、固相微萃取(SPME)

  Pawliszyn 研究組在1991年(nian)發(fa)明了(le)(le)SPME,1993年(nian)出(chu)現了(le)(le)SPME的(de)(de)商(shang)品(pin)化產品(pin),使之成為廣(guang)泛使用(yong)的(de)(de)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)前處理技術。這一方法(fa)是(shi)集萃取(qu)、濃縮(suo)、解(jie)吸(xi)、進(jin)樣(yang)(yang)(yang)于一體,它以固(gu)相萃取(qu)(SPE)為基(ji)礎,保(bao)留了(le)(le)SPE的(de)(de)全部優點(dian),排除(chu)了(le)(le)需要柱填充物和使用(yong)有機溶(rong)劑進(jin)行(xing)解(jie)吸(xi)的(de)(de)缺點(dian)。SPME是(shi)以涂(tu)(tu)漬在石英玻璃纖(xian)維上的(de)(de)固(gu)定相(高分子涂(tu)(tu)層或(huo)吸(xi)著劑)作(zuo)為吸(xi)收(吸(xi)附)介質,對(dui)目標分析(xi)物進(jin)行(xing)萃取(qu)和濃縮(suo),并在氣相色譜進(jin)樣(yang)(yang)(yang)口中直(zhi)(zhi)接熱解(jie)吸(xi)(或(huo)用(yong)HPLC流動相沖洗(xi)到液相色譜柱中,甚至可(ke)(ke)以直(zhi)(zhi)接進(jin)行(xing)質譜分析(xi)),這一技術適合(he)于揮發(fa)性(xing)和半(ban)揮發(fa)性(xing)有機物的(de)(de)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)處理和分析(xi)。SPME有8大優點(dian):1 操(cao)作(zuo)簡(jian)單,2 功(gong)能多(duo)(duo)樣(yang)(yang)(yang),3 設備(bei)低廉,4 萃取(qu)快捷,5 無需溶(rong)劑,6 可(ke)(ke)在線(xian)、活體取(qu)樣(yang)(yang)(yang),7 可(ke)(ke)自(zi)動化, 8 可(ke)(ke)在分析(xi)系統直(zhi)(zhi)接脫附。SPME可(ke)(ke)以對(dui)環境中的(de)(de)污染物進(jin)行(xing)檢測,如:農藥殘留、酚類、多(duo)(duo)氯聯苯、多(duo)(duo)環芳(fang)烴、脂(zhi)肪酸、胺類、醛(quan)類、苯系物、非離子表面活性(xing)劑以及有機金(jin)屬化合(he)物、無機金(jin)屬離子等,也(ye)可(ke)(ke)以用(yong)有類似(si)特(te)點(dian)的(de)(de)領域,如食品(pin)、醫藥、臨床、法(fa)庭分析(xi)等方面。自(zi)然,在脂(zhi)質組學中也(ye)會使用(yong)這一技術。

  武漢大學曾昭睿(rui)研究組(zu)用自制的甲基丙(bing)烯酸(suan)丁酯(zhi)/端羥基硅(gui)油萃取(qu)頭,萃取(qu)肺(fei)組(zu)織中(zhong)的長(chang)鏈脂肪酸(suan)(表2文獻31)。F Pragst 利用SPME萃取(qu)頭發(fa)中(zhong)的脂肪酸(suan)乙酯(zhi)和葡萄糖苷酸(suan)乙酯(zhi)來診(zhen)斷過(guo)度(du)酗(xu)酒(表2文獻32)。脂質中(zhong)的脂肪酸(suan)都可(ke)以衍生化(hua)為酯(zhi)類用SPME進行萃取(qu)。

  SPME 的(de)魅(mei)力在(zai)于它可以(yi)進行(xing)活體樣品中萃取分析(xi)物,用于代謝組學和脂(zhi)(zhi)質組學的(de)研究,對這一課題SPME的(de)發明人 Pawliszyn 近(jin)年(nian)進行(xing)了闡述(Angew Chem, 2013, 125:12346 –12348;Anal Chem, 2014, 86:12022−12029)。分析(xi)脂(zhi)(zhi)質代謝產物中游離脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸的(de)示(shi)意(yi)圖如(ru)下。

(Anal Chem, 2014, 86:12022−12029)

6、超臨界流體萃取(SFE)

  超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體具有(you)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)理化(hua)特(te)性(xing),黏度(du)(du)為(wei)普通(tong)(tong)流(liu)(liu)體的(de)(de)(de)(de)1%~10%;擴(kuo)散系數約為(wei)普通(tong)(tong)液(ye)(ye)體的(de)(de)(de)(de)10~100倍;密度(du)(du)比常壓氣體大(da)(da)100~1 000倍。因而(er)超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體既有(you)液(ye)(ye)體溶解能力大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian),又有(you)氣體易于(yu)擴(kuo)散和運動(dong)的(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing),傳質速(su)率(lv)大(da)(da)大(da)(da)高于(yu)液(ye)(ye)相過(guo)程。所(suo)以(yi)從(cong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)效率(lv)和對環境友好都受(shou)到歡迎(ying)。最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體是超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(SF-CO2)它的(de)(de)(de)(de)臨(lin)界(jie)壓力和溫(wen)度(du)(du)低,只有(you)7.4MPa和32℃。SF-CO2無毒易于(yu)從(cong)樣品(pin)中(zhong)(zhong)排除,其極性(xing)與(yu)戊烷近似,很適于(yu)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)疏(shu)水(shui)性(xing)化(hua)合物,如脂(zhi)質化(hua)合物(J Chromatogr A 2007,1163:2-24)。為(wei)了分離極性(xing)化(hua)合物往二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)中(zhong)(zhong)加(jia)入改(gai)性(xing)劑,如甲(jia)醇。過(guo)去更多的(de)(de)(de)(de)工作時從(cong)植物類物質中(zhong)(zhong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)脂(zhi)質,但(dan)是近來已(yi)經擴(kuo)展到從(cong)動(dong)物組(zu)(zu)織中(zhong)(zhong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)脂(zhi)質,例如浙江大(da)(da)學藥學院王龍虎(hu)利(li)用(yong)江蘇(su)省南通(tong)(tong)市華安超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)有(you)限(xian)公司的(de)(de)(de)(de) HA220-50-06 SFE裝置(zhi)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)鴕(tuo)鳥(niao)脂(zhi)肪(fang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)肪(fang)酸:萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)裝置(zhi)包括(kuo)一個(ge)(ge)1 L 不銹(xiu)鋼萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)釜,兩個(ge)(ge)1 L 分離器,一個(ge)(ge)注射泵(beng),和一個(ge)(ge)冷凝裝置(zhi)。用(yong)壓力調節器調節壓力,用(yong)可調節溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)水(shui)浴控制溫(wen)度(du)(du),通(tong)(tong)過(guo)調節泵(beng)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)來控制二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)速(su)。從(cong)液(ye)(ye)態二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)鋼瓶把二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)送到萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)器中(zhong)(zhong),并(bing)達到超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)狀態,在分離器中(zhong)(zhong)調節壓力和溫(wen)度(du)(du)可把萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)出(chu)來的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)分里出(chu)來。試驗中(zhong)(zhong)取(qu)(qu)(qu)(qu)250 g鴕(tuo)鳥(niao)脂(zhi)肪(fang)組(zu)(zu)織用(yong)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)5h,壓力15–30 MPa,溫(wen)度(du)(du)40–50℃,二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)流(liu)(liu)速(su)為(wei)15–35 L/h,用(yong)以(yi)考察萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)效果。(Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2011, 113, 775–779)。

  但是(shi)SFE更重要(yao)的是(shi)萃(cui)取人干血漿斑點中(zhong)的脂(zhi)(zhi)質(zhi)分(fen)子,Uchikata等(表2文(wen)獻33)比較了用(yong)SFE和(he)(he)液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃(cui)取(Bligh 和(he)(he) Dyer方法)磷(lin)脂(zhi)(zhi)的效果(guo),證明SFE要(yao)比液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃(cui)取方法對(dui)磷(lin)脂(zhi)(zhi)具有(you)更好(hao)的選(xuan)擇(ze)性,包括磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰膽(dan)堿(jian)(PC)、溶血性磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰膽(dan)堿(jian)(lysoPC)、磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰乙醇胺(PE)和(he)(he)神經(jing)鞘磷(lin)脂(zhi)(zhi)(SM)。國內在1995年就有(you)類似研(yan)究(薄層掃描法測(ce)定蛋黃磷(lin)脂(zhi)(zhi)中(zhong)PC、SM和(he)(he)LPC的含量­——路萍 賴炳森,藥物分(fen)析雜志,1995,(13):231-232),他(ta)們也是(shi)用(yong)SFE萃(cui)取之后(hou)進(jin)行薄層色(se)譜(pu)分(fen)離。

7、微波輔助萃取(MAE)

  微(wei)(wei)波(bo)(bo)輔助(zhu)萃(cui)取(MAE)是利用(yong)(yong)微(wei)(wei)波(bo)(bo)能強化溶(rong)劑萃(cui)取效率,即(ji)利用(yong)(yong)微(wei)(wei)波(bo)(bo)加熱來(lai)加速溶(rong)劑對(dui)固體(ti)樣品(pin)中目標萃(cui)取物的萃(cui)取過程(cheng)。MAE 可以(yi)快速高(gao)(gao)效地把樣品(pin)及溶(rong)劑中的偶極分子(zi)(zi)在高(gao)(gao)頻微(wei)(wei)波(bo)(bo)能的作用(yong)(yong)下,產(chan)生(sheng)偶極渦(wo)流,離(li)子(zi)(zi)傳導和高(gao)(gao)頻率摩(mo)擦,從而(er)在短(duan)時(shi)間內產(chan)生(sheng)大(da)量的熱量。偶極分子(zi)(zi)旋轉導致(zhi)的弱氫鍵(jian)破(po)裂、離(li)子(zi)(zi)遷移等(deng)加速了溶(rong)劑分子(zi)(zi)對(dui)樣品(pin)基(ji)體(ti)的滲透(tou),待分析成分很(hen)快溶(rong)劑化,使(shi)微(wei)(wei)波(bo)(bo)萃(cui)取時(shi)間顯著(zhu)縮短(duan)。

  微(wei)波(bo)加(jia)熱具(ju)有選(xuan)擇(ze)(ze)性微(wei)波(bo)對介電性質(zhi)(zhi)不(bu)同的(de)物料呈現出(chu)選(xuan)擇(ze)(ze)性的(de)加(jia)熱特點,介電常數及介質(zhi)(zhi)損(sun)耗小的(de)物料,對微(wei)波(bo)的(de)入射可(ke)以說是“透明”的(de)。溶(rong)(rong)(rong)(rong)質(zhi)(zhi)和溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)極性越大,對微(wei)波(bo)能(neng)的(de)吸收(shou)(shou)越大,升溫越快,促(cu)進了萃取速度。而(er)對于(yu)不(bu)吸收(shou)(shou)微(wei)波(bo)的(de)非(fei)極性溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji),微(wei)波(bo)幾乎不(bu)起加(jia)熱作用。所以,在(zai)選(xuan)擇(ze)(ze)萃取劑(ji)時一定要考慮到(dao)(dao)溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)極性,以達到(dao)(dao)最(zui)佳效果。

  MAE具有生(sheng)物效(xiao)應(ying)(非熱效(xiao)應(ying)) ,由于大多數生(sheng)物體內含有極性水分(fen)(fen)子,在微波場的作(zuo)用下引(yin)起強烈的極性震蕩,從而導致細胞(bao)分(fen)(fen)子間(jian)氫鍵松弛,細胞(bao)膜結(jie)構電(dian)擊穿破裂(lie),加速了溶劑分(fen)(fen)子對基(ji)體的滲透(tou)和待(dai)提(ti)取(qu)成(cheng)分(fen)(fen)的溶劑化。因此,利用MAE從生(sheng)物基(ji)體萃取(qu)待(dai)分(fen)(fen)析的成(cheng)分(fen)(fen)時,能(neng)提(ti)高萃取(qu)效(xiao)率。(李(li)核等,分(fen)(fen)析化學,2003,31(109):126l~1268)

  例如:萬(wan)益群,吳世芳利(li)用(yong)(yong)MAE萃(cui)(cui)取(qu)何首(shou)(shou)烏(wu)中的(de)磷(lin)脂(分析測試(shi)學報,2008,27(7):782—784),方法(fa)如下:確稱取(qu)約1.0 g何首(shou)(shou)烏(wu)樣品(pin)(pin)于溶(rong)樣杯中,加入(ru)20 mL萃(cui)(cui)取(qu)溶(rong)劑(氯仿(fang)與(yu)甲醇體積(ji) 比為1:2),把溶(rong)樣杯放入(ru)罐體中,組裝好(hao)罐體后(hou)放入(ru)微(wei)(wei)波(bo)(bo)制樣系統中,插入(ru)溫度探針。設置萃(cui)(cui)取(qu)壓(ya)力為安全(quan)壓(ya)力(1.5 MPa),萃(cui)(cui)取(qu)時間(jian)15 min,溫度為45℃。微(wei)(wei)波(bo)(bo)萃(cui)(cui)取(qu)完(wan)畢后(hou),將樣品(pin)(pin)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)。濾(lv)(lv)(lv)液(ye)用(yong)(yong)體積(ji)為濾(lv)(lv)(lv)液(ye)總體積(ji)l/4的(de)8 g/L氯化鈉溶(rong)液(ye)萃(cui)(cui)取(qu)2次(ci),收集有(you)機相。將有(you)機相旋(xuan)轉濃縮至近(jin)干,用(yong)(yong)甲醇定容至10 mL。取(qu)樣品(pin)(pin)溶(rong)液(ye)3 mL用(yong)(yong)甲醇稀釋至10 mL,過(guo)0.45μm微(wei)(wei)孔濾(lv)(lv)(lv)膜,待測。

7、超聲輔助萃取(UAE)

  超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波為(wei)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)高(gao)(gao)于20kHz以(yi)上的(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)波,是一(yi)種機械振動(dong)在(zai)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)過(guo)程,在(zai)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)過(guo)程中,超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波與介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)相互作用,可(ke)(ke)以(yi)使(shi)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波的(de)(de)(de)(de)相位(wei)和(he)幅度等(deng)發生(sheng)變化;功(gong)(gong)率(lv)(lv)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波則會使(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)、組(zu)成(cheng)(cheng)、結構和(he)功(gong)(gong)能等(deng)發生(sheng)變化,超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)中的(de)(de)(de)(de)應(ying)用可(ke)(ke)分(fen)為(wei)兩類(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)是頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)高(gao)(gao),能量低(di)(一(yi)般小于1W/cm2)的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波,其頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)多(duo)以(yi)MHz為(wei)單(dan)位(wei);另(ling)一(yi)類(lei)(lei)是頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)低(di),能量高(gao)(gao)(通(tong)常為(wei)10—100 W/cmz)的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波,其頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)則以(yi)kHz為(wei)單(dan)位(wei)。UAE是一(yi)種重復性好、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)質(zhi)(zhi)(zhi)量高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)方法(fa),它不像MAE,不會讓萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)系統的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度升(sheng)高(gao)(gao),不利(li)于熱(re)穩定差的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)物萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)。UAE還可(ke)(ke)以(yi)和(he)液(ye)(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)(ye)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)配合(he)改(gai)進生(sheng)物樣(yang)(yang)品中脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)效(xiao)率(lv)(lv)。例如上海交通(tong)大學(xue)藥學(xue)院的(de)(de)(de)(de)劉玉(yu)敏等(deng)(Anal Bioanal Chem,2011, 400:1405–1417)成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)地開發了(le)UAE 和(he) LLE結合(he)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)人(ren)(ren)血(xue)清(qing)樣(yang)(yang)品中的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)產物,從而(er)比(bi)單(dan)獨使(shi)用液(ye)(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)(ye)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan)提高(gao)(gao)5–60%。Pizarro等(deng)使(shi)用類(lei)(lei)似(si)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)以(yi)MTBE作溶劑輔以(yi)UAE萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)人(ren)(ren)血(xue)中的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi),比(bi)單(dan)純(chun)使(shi)用MTBE的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)(ye)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)可(ke)(ke)以(yi)多(duo)檢(jian)出(chu)30%的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)種類(lei)(lei),MTBE-UAE萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)方法(fa)具(ju)有更好的(de)(de)(de)(de)重復性,相對(dui)標(biao)準偏(pian)差降低(di)6%,脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)(de)回(hui)收(shou)率(lv)(lv)提高(gao)(gao)7成(cheng)(cheng)(表2文獻(xian)36)。除去萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)生(sheng)物液(ye)(ye)(ye)(ye)體外,UAE-LLE也用于萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)樣(yang)(yang)品中的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan),例如哈爾賓醫科大學(xue)的(de)(de)(de)(de)李(li)穎等(deng)研究了(le)用UAE-LLE萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)鼠的(de)(de)(de)(de)肝臟組(zu)織,考察了(le)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波功(gong)(gong)率(lv)(lv)、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)溶劑、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)容積、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)時(shi)間(jian)等(deng),結果表明萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)時(shi)間(jian)比(bi)Folch萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)法(fa)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan)從12 h 縮短到(dao) 20 min,回(hui)收(shou)率(lv)(lv)在(zai)87–120%之(zhi)間(jian)。(J Chromatogr Sci, 2013;51:376–382)

8、其他可用的萃取方法

  在化學分析樣品處理(li)(li)中還(huan)有兩種(zhong)重要的樣品前處理(li)(li)方法,即加(jia)速溶劑萃(cui)取(ASE)和(he)基質固相分散萃(cui)取(MSPD),可以用于脂質組學研(yan)究的樣品前處理(li)(li)。

  加速溶(rong)劑萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(Accelrated Solvent Extraction, ASE),這一(yi)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是一(yi)種在提(ti)高(gao)溫度和(he)壓力的(de)條件下,用有機溶(rong)劑萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)的(de)自動化方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。與(yu)其他(ta)液(ye)體萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)相比,其突出的(de)優點(dian)是有機溶(rong)劑用量少、快速、回收率高(gao)。(牟世(shi)芬等(deng),現代分(fen)析儀器,2001,(3):18-20)。 Spiric A等(deng)使用ASE萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)鯉(li)魚肉(rou)中的(de)脂(zhi)肪酸(suan)譜和(he)膽固醇含量,并與(yu)改進的(de)索氏萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)法(fa)(fa)(fa)進行比較(jiao),表明ASE萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是可用的(de)。(Anal Chim Acta,2010, 672:66–71)。Jansen B等(deng)利(li)用ASE從土(tu)壤(rang)中萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)脂(zhi)質生物標記物,萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)效(xiao)果(guo)和(he)其他(ta)萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)一(yi)樣(Appl Geochem ,2006, 21:1006–1015)。Balasubramanian R K等(deng)用ASE和(he)其他(ta)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)進行了從海(hai)水微(wei)海(hai)藻細胞中萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)脂(zhi)質的(de)研(yan)究(jiu),表明ASE是一(yi)種可以(yi)使用的(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(Chem Engineering J,2013, 215–216:929–936)。

  MSPD方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是1989年首(shou)次提出(chu)是用(yong)(yong)來(lai)處理(li)動物(wu)組織(zhi)樣品的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa),樣品與(yu)涂漬有(you)C18等(deng)的(de)(de)各種(zhong)(zhong)聚合(he)(he)物(wu)載(zai)體的(de)(de)固相(xiang)萃取材料(liao)一(yi)起研磨,得到半(ban)干狀態的(de)(de)混合(he)(he)物(wu)并將其作為填料(liao)裝柱(zhu),然后用(yong)(yong)不同的(de)(de)的(de)(de)溶(rong)液(ye)洗(xi)脫(tuo)柱(zhu)子,將各種(zhong)(zhong)待測物(wu)洗(xi)脫(tuo)下來(lai)。其依據是采(cai)用(yong)(yong)脂(zhi)(zhi)溶(rong)性(xing)(xing)材料(liao)(C18)破壞細胞(bao)膜(mo)并將組織(zhi)分(fen)(fen)(fen)散(san),C18充(chong)當分(fen)(fen)(fen)散(san)劑。在(zai)(zai)硅(gui)膠固相(xiang)萃取材料(liao)表(biao)面(mian)鍵合(he)(he)有(you)機(ji)相(xiang),與(yu)傳統(tong)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)使用(yong)(yong)砂子做吸附劑類似,在(zai)(zai)樣品與(yu)固體材料(liao)攪(jiao)拌的(de)(de)過程中,利用(yong)(yong)剪(jian)切力作用(yong)(yong)將組織(zhi)分(fen)(fen)(fen)散(san)。鍵合(he)(he)的(de)(de)有(you)機(ji)相(xiang)就像(xiang)溶(rong)劑或洗(xi)滌劑一(yi)樣,將樣品組分(fen)(fen)(fen)溶(rong)解(jie)和(he)分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)(zai)支持物(wu)表(biao)面(mian)。這(zhe)大大增加了(le)萃取樣品的(de)(de)表(biao)面(mian)積,樣品按各自極(ji)性(xing)(xing)分(fen)(fen)(fen)布(bu)在(zai)(zai)有(you)機(ji)相(xiang)中,如非(fei)極(ji)性(xing)(xing)組分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)(zai)非(fei)極(ji)性(xing)(xing)有(you)機(ji)相(xiang)中,極(ji)性(xing)(xing)小分(fen)(fen)(fen)子與(yu)硅(gui)膠上的(de)(de)硅(gui)烷醇結合(he)(he),大的(de)(de)弱極(ji)性(xing)(xing)分(fen)(fen)(fen)子則分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)(zai)多相(xiang)物(wu)質表(biao)面(mian)。(烏日娜等(deng),食品科(ke)學(xue)(xue),2006,26(6):266-268)。香港城市大學(xue)(xue)的(de)(de)Qing Shen等(deng)利用(yong)(yong)二氧化鈦納米(mi)顆粒作萃取劑,以(yi)基質固相(xiang)分(fen)(fen)(fen)散(san)萃取方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)進行橄欖果的(de)(de)脂(zhi)(zhi)質組學(xue)(xue)研究,研究證(zheng)明這(zhe)一(yi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)可以(yi)把磷脂(zhi)(zhi)從非(fei)磷脂(zhi)(zhi)中完全選擇性(xing)(xing)地分(fen)(fen)(fen)離出(chu)來(lai)。(Food Research Int,2013, 54:2054–2061)。

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